DE69200768T2

DE69200768T2 - Mischkammer zum mischen gasförmiger und flüssiger bestandteile.

Info

Publication number: DE69200768T2
Application number: DE69200768T
Authority: DE
Inventors: Der Heijden Edgar Van
Original assignee: Airspray International BV
Current assignee: Airspray International BV
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2012-05-26
Also published as: DE69200768D1; NL9101009A; JPH06510727A; EP0587679A1; US5429279A; AU1981192A; WO1992022477A1; EP0587679B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischkammer zum Zusammen-Mischen eines unter Druck stehenden gasförmigen und flüssigen Bestandteils, wobei die Mischkammer mit getrennten Zuführanschlüssen für die unter Druck stehenden Bestandteile der zu bildenden Mischung und mit einem Auslaßanschluß für die gebildete Mischung zu einer Kammer mit niedrigerem Druck ausgerüstet ist, wobei mindestens einer der Zuführanschlüsse durch enge Kanäle durch die Wand der Mischkammer gebildet ist.
Das Mischen eines Gases und einer Flüssigkeit mit dem Ziel, einen feinen Nebel zu bilden, kann zu Schwierigkeiten führen, wenn die in einer Sprühdüse gebildeten feinen Tropfen in dem Strahl zu größeren Tropfen verschmelzen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit auf einer besprühten Oberfläche. Wenn ein Treibmittel, das sich in der Flüssigkeit löst und wieder leicht aus ihr verdampft, benutzt wird, kann dieses Verschmelzen vermieden werden, aber es bestehen zunehmende Bedenken gegen die Verwendung von derartigen Treibmitteln aufgrund ihrer schädlichen Einflüsse auf die Umwelt oder aufgrund ihrer Brennbarkeit.
Wenn Luft als Treibmittel verwendet wird, so kann, durch gutes turbulentes Vermischen mit der Flüssigkeit in der Mischkammer tatsächlich vermieden werden, daß die gebildeten Tropfen miteinander verschmelzen, aber es ist bei kleinen Mischkammern schwierig, eine gute Mischung für den Fall zu erhalten. Dies betrifft insbesondere den Fall von Zerstäubern, bei denen die Mischkammer mit dem Abgabeventil und der Sprühdüse zu einer kleinen Einheit verbunden werden müssen, um sie auf einem Zerstäuber anzubringen. Dies verhindert den weiteren Einsatz von Zerstäubern, die mit Luft als Treibmittel arbeiten, so daß Zerstäuber mit schädlichen Treibmitteln weiterhin in allgemeiner Benutzung sind. Ein zu erwartendes Verbot solcher Zerstäuber in der Zukunft ist ein Teil des Grundes, weshalb eine große Notwendigkeit für die Lösung des Problems besteht. Außerdem ist das Mischungsproblem nicht auf Zerstäuber beschränkt und das Auffinden einer Lösung für solche Zerstäuber kann zur Anwendung auf anderen Gebieten führen.
Eine Lösung ist in WO-A-9101259 der Anmelderin beschrieben, welche eine Mischkammer aus zwei Teilen beschreibt, die einander berührende Oberflächen haben und an die Innenwand der Mischkammer anstoßen. Die engen Kanäle sind in diesem Fall durch Vertiefungen in wenigstens einer der aneinander stoßenden Oberflächen gebildet, welche zusammen mit der Oberfläche die engen Kanäle bilden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine andere einfache Lösung für die von engen Kanälen in der Wand der Mischkammer, und ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß die engen Kanäle durch wenigstens ein poröses Teil gebildet werden, das örtlich in der Wand der Mischkammer vorhanden ist.
Es wurde tatsächlich gefunden, daß durch die Verwendung eines porösen Teils mit engen Kanälen eine für den obengenannten Zweck brauchbare Mischung erhalten werden kann, wobei die Abmessungen der Kanäle von der Viskosität der Flüssigkeit und den Ausmaßen und der Ausgestaltung der Einheit aus Mischkammer und mit ihr verbundenem Auslaß abhängen können.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Die Erfindung betrifft auch einen Zerstäuber, der für die Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels eines Treibmittels - insbesondere Luft - vorgesehen ist, wobei der Zerstäuber eine erfindungsgemäße Mischkammer aufweist.
Die Erfindung wird abschließend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt: Fig. 1 einen schematischen Schnitt eines Beispiels einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischkammer; Fig. 2 einen schematischen Schnitt eines anderen Beispiels einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischkammer.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Mischkammern sind Teil eines nicht in allen Details gezeigten Zerstäubers. Die Mischkammer 1 in Fig. 1 umfaßt einen becherförmigen Bodenteil 2 und ein ringförmiges Oberstück 3, die durch ein ringförmiges poröses Teil 4 getrennt sind, welches z.B. ein poröser Kunststoff, ein gesintertes Material oder ein poröses Keramikmaterial sein kann. Außer Materialien mit einer relativen zufälligen Porenverteilung sind auch Materialien geeignet, die in sehr genauer Weise mit engen Kanälen ausgestattet sind. Ein in dem Zusammenhang zu erwähnendes Beispiel ist Kunststoff, der durch einen Laser mit engen Kanälen versehen wurde, wobei die Kanäle eine sehr genaue bestimmte Ausrichtung und Größe haben.
Es ist klar, daß die Lage und Ausmaße des porösen Teils 4 von der Anwendung abhängen und, wenn gewünscht, verändert werden können. Das poröse Teil 4 kann z.B. mehrere kleine poröse Teile umfassen, die über den Umfang der Mischkammer 1 verteilt sind.
Der Becher 2 ist an der Bodenseite mit einer Verbindungzelle 5 für ein Eintauchrohr 6 versehen, welches in die im Zerstäuber vorhandene Flüssigkeit eingetaucht ist.
Die Oberkante 7 des Deckelteils 3 befindet sich in dichtendem Abschluß mit einem Dichtungsring 8, welcher Teil der Auslaßventilanordnung des Zerstäubers ist. Das Bodenende eines hohlen Schaftes 10, der mit dem Sprühkopf des Zerstäubers verbunden ist, ragt in eine mittlere Öffnung 9 dieses Rings 8. Die Unterseite des Schaftes 10 ist mit einem Druckelement 11 verbunden, welches durch eine gegen den Boden des Bechers 2 anliegende Feder 12 nach oben gedrückt wird, während die obere Lage durch einen nicht gezeigten Anschlag festgelegt ist.
Im gezeigten Fall ist der Längskanal 13 des Schafts 10 an zwei Seiten durch einen Querkanal 14 mit der Umgebung verbunden, welcher in der dargestellten Situation oberhalb des Dichtungsrings 8 liegt. Die Zahl der Öffnungen des Querkanals kann auch größer oder kleiner sein. Durch Pressen des Schafts 10 gleitet dieser in die Öffnung 9, und der Querkanal 14 kommt in eine Lage auf der anderen Seite des Rings 8, so daß der Längskanal 13 dann in Kontakt mit dem Inneren der Mischkammer kommt.
Nach Eindrücken des Schafts 10 wird der Druck des Treibmittels die Flüssigkeit aus dem Zerstäuber 9 durch das Rohr 6 in den ringförmigen Raum um das Element 11 der Mischkammer 1 ausstoßen, während das Treibmittel ebenfalls in diesen Raum durch die Poren oder engen Kanäle des porösen Teils 4 gelangt. Dann treten Turbulenzen auf, mit dem Ergebnis, daß eine gute Durchmischung der Flüssigkeit und des Treibmittels erhalten wird, was zu einem feinen Nebel führt, wenn die Mischung aus der Sprühdüse des Zerstäubers austritt.
Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn Luft als Treibmittel benutzt wird, da sich Luft so wenig in der zu zerstäubenden Flüssigkeit löst, daß das Verschmelzen der Tropfen nicht vermieden wird. Dies kann vermieden werden durch Mischen der Luft in der Mischkammer. Dies trifft auch auf andere Treibmittel zu, die zu einer Nebelbildung ohne Durchmischung nicht geeignet sind.
Die Poren des porösen Teils 4 müssen einen solchen Fließquerschnitt haben, daß eine gute Durchmischung stattfindet.
Dies hängt natürlich auch von der Form der Mischkammer 1 und der Art zu zerstäubenden Flüssigkeit ab.
Mit einer geeigneten Wahl des Fließquerschnitts der Poren oder Kanäle des porösen Teils 4 in Bezug auf die Größe des Tauschrohres 6 und/oder des ringförmigen porösen Teils 4 selbst wurde gefunden, daß ein mit einer solchen Mischkammer ausgerüsteter Zerstäuber auch dann zufriedenstellend arbeitet, wenn er mit dem Kopf nach unten gehalten wird und die Poren oder Kanäle des porösen Teils 4 auf diese Art mit dem Flüssigkeitsraum und das Rohr 6 mit der Treibmittelkammer verbunden sind.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischkammer, in welcher das ringförmige Deckelteil 3 mit einem Kragen 15 versehen ist, der auf die Oberkante 16 des Bechers 2 paßt, während der innere Durchmesser des Kragens 15 dem äußeren Durchmesser der Oberkante 16, und der innere Durchmesser des am Kragen anliegenden Teils des Deckelteils 3 dem inneren Durchmesser von wenigstens der Oberkante 16 des Rohrs 2 entspricht.
Ein poröses Teil 4 ist in diesem Fall zwischen der Oberkante 16 des Rohrs 2 und einer Schulter 17 des Deckelteils 3 angeordnet. Um sicherzustellen, daß das Innere der Mischkammer mittels des porösen Teils 4 mit der Außenseite der Mischkammer verbunden werden kann, wo sich das Treibmittel befindet, ist die Außenwand der Oberkante 18 des becherförmigen Teils 2 mit Vertiefungen 19 versehen, welche zusammen mit dem Kragen 15 Kanäle 20 bilden. Es ist klar, daß Vertiefungen 19 auch im Kragen 15 gebildet sein können.
Die Erfindung soll nicht auf die beschriebenen Beispiele von Ausführungsformen beschränkt sein. Zum Beispiel kann auch die Wand der Teile 2 oder 3 porös sein. Eine besondere Ausführungsform in diesem Zusammenhang ist eine Mischkammer, die mit dem porösen Teil einstückig ist. Das heißt, daß die Mischkammer eine Einheit umfaßt, und örtlich porös ist. Die Mischkammer kann auf diese Art zum Beispiel aus Kunststoff oder ähnlichem hergestellt sein, und örtlich mit engen Kanälen versehen sein. Die Mischkammer kann auch vollständig aus porösem Material hergestellt sein. Letztendlich sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung überall dort angewandt werden kann, wo ähnliche Probleme auftreten.

Claims

1. Mischkammer zum Zusammenmischen eines unter Druck stehenden gasförmigen und flüssigen Bestandteils, wobei die Mischkammer mit getrennten Zuführanschlüssen für die unter Druck stehenden Bestandteile der zu bildenden Mischung versehen ist und mit einem Auslaßanschluß für die gebildete Mischung zu einer Kammer mit niedrigerem Druck, wobei mindestens einer der Zuführanschlüsse durch enge Kanäle in der Wand der Mischkammer gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die engen Kanäle durch ein poröses Teil (4) gebildet sind, welches örtlich in der Wand der Mischkammer (1) vorhanden ist.

2. Mischkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Teil (4) aus einem gesinterten Material, einem porösen Kunststoff oder einem porösen Keramikmaterial besteht.

3. Mischkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (1) zwei Teile (2, 3) aufweist, die durch das poröse Teil (4) getrennt sind.

4. Mischkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (2) der Mischkammer becherförmig ausgebildet und mit einem Anschluß für einen Bestandteil versehen ist, während der andere Teil (3) ein Deckelteil (3) ist, das auf die Öffnung des becherförmigen Teils (3) paßt, während der poröse Teil (4) zwischen der Stirnfläche des Deckelteils (3) und der Stirnfläche (16) des becherförmigen Teils (2) angeordnet und an der Außenseite mit einer Zufuhr für den anderen Bestandteil verbunden ist.

5. Mischkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (4) oder das becherförmige Teil (2) einen Kragen (15) aufweist, der um die Außenwand des becherförmigen Teils (2) bzw. des Deckelteils (3) paßt, und daß die Außenwand oder der Kragen (15) mit Nuten (18) versehen ist, die zusammen mit dem Kragen (15) bzw. der Außenwand die Zufuhr (19) für den anderen Bestandteil begrenzen.

6. Mischkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (1) einstückig mit dem porösen Teil (4) ist.

7. Mischkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung bei einem Zerstäuber zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mittels eines Treibmittels oberhalb der Flüssigkeit, insbesondere Druckluft, wobei das Treibmittel mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit gemischt werden muß, während die Auslaßvorrichtung der Mischkammer durch einen hohlen Schaft eines Sprühkopfes gebildet ist, dessen Bohrung mittels eines Freigabeventils mit der Mischkammer verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Teil (4) normalerweise mit der Treibmittelkammer des Zerstäubers verbunden ist.

8. Zerstäuber zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mittels eines Treibmittels, insbesondere Luft, wobei der Zerstäuber eine Mischkammer gemäß einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche aufweist.